Transport Actiu, Impuls Nerviós i Sinapsi: Mecanismes Cel·lulars Essencials

Transport Actiu a Través de la Membrana

El transport actiu a través de la membrana el realitzen determinats tipus de proteïnes de membrana. Consumeix energia aportada per molècules d'ATP i permet el transport de substàncies contra gradient de concentració.

Bomba de Sodi i Potassi

La bomba de sodi i potassi és una proteïna transmembranal que bombeja ions Na+ cap a l'exterior i ions K+ cap a l'interior de la cèl·lula. Aquest transport contra gradient és possible gràcies a la seva activitat ATP-asa. Per cada molècula d'ATP hidrolitzada, la bomba expulsa tres ions Na+ fora i introdueix dos ions K+ dins. Aquesta acció fa que l'exterior de la cèl·lula esdevingui positiu i l'interior negatiu.

La diferència de potencial elèctric generada s'anomena potencial de membrana, el qual permet regular l'entrada i sortida de substàncies per cotransport. Així, substàncies que normalment no passen la membrana plasmàtica ho fan gràcies al gradient originat pel transport actiu. També hi ha altres bombes actives, com la bomba de calci i la bomba de protons.

L'Impuls Nerviós: Transmissió i Mecanisme

Les neurones reben i transmeten senyals per mitjà d'impulsos nerviosos, que són conseqüència de canvis en la membrana plasmàtica de la neurona. L'impuls sempre es genera en una dendrita, travessa la cèl·lula com si fossin ones elèctriques i surt per l'axó. El potencial de membrana és fonamental per a la transmissió d'aquest impuls.

1. Potencial de Repòs

En el potencial de repòs, la bomba Na+-K+ bombeja més sodi fora i més potassi dins, mantenint l'exterior positiu i l'interior negatiu. La diferència de potencial és d'aproximadament -70 mil·livolts (l'interior és 70 mil·livolts més negatiu que l'exterior).

2. Potencial d'Acció

Quan la neurona rep un estímul o impuls, s'obren els canals de sodi i aquests ions són bombejats ràpidament cap a l'interior, cosa que fa que l'interior de la membrana esdevingui molt positiu. S'arriba a un potencial de +40 mil·livolts (l'interior és 40 vegades més positiu que l'exterior). Aquest procés s'anomena despolarització de la membrana.

3. Propagació de l'Impuls

Després de la despolarització, s'obre un canal de potassi i aquesta zona de la membrana es repolaritza. Posteriorment, la bomba de sodi i potassi acaba d'ajustar les concentracions iòniques. En la zona posterior, els ions Na+ que han entrat es desplacen per la neurona cap a l'àrea adjacent que encara és negativa i la fan menys negativa, despolaritzant-la lleugerament. Això provoca l'obertura de nous canals de Na+, permetent l'entrada de més ions de Na+ i repetint el procés anterior. Així, l'impuls es transmet per tota la neurona, podent arribar a velocitats de fins a 120 m/s. Quan l'impuls passa per zones mielinitzades, la velocitat és encara més alta, fins a 200 m/s, ja que el potencial d'acció només té lloc en els espais entre les cèl·lules de mielina (nòduls de Ranvier).

Connexió entre Neurones: La Sinapsi

La sinapsi és la zona de connexió funcional entre neurones. Entre la neurona presinàptica i la postsinàptica hi ha un espai petit, anomenat fenedura sinàptica. La sinapsi es produeix típicament entre l'axó de la neurona presinàptica i les dendrites o el cos cel·lular de la neurona postsinàptica.

La transmissió de l'impuls nerviós en la sinapsi es realitza mitjançant substàncies químiques, els neurotransmissors. Quan l'impuls arriba al botó sinàptic de la neurona presinàptica, provoca l'entrada d'ions de calci. Aquesta entrada de calci indueix la fusió de les vesícules que contenen neurotransmissors amb la membrana plasmàtica, alliberant-los a la fenedura sinàptica. Els neurotransmissors travessen la fenedura i són captats per receptors específics de la membrana de la neurona postsinàptica.

Efectes dels Neurotransmissors

Els neurotransmissors poden produir dos efectes principals en la neurona postsinàptica:

• Despolarització: Exciten els canals de sodi i potassi, iniciant un nou impuls nerviós. Aquest efecte és característic dels neurotransmissors excitadors.
• Hiperpolarització: Fan la membrana més negativa, dificultant la generació d'un impuls. Aquest efecte és propi dels neurotransmissors inhibidors.